张 清

(马钢(集团)控股有限公司姑山矿业公司, 安徽 马鞍山市 243184)

0 前 言

注浆理论涉及流体力学、水文地质学及岩体力学等学科，且主要应用于隐蔽性工程，因此在工程应用中多依靠以往的工程经验。但是随着我国矿山大规模开发，特别是复杂水文地质条件下的富水矿山开发，对控制性注浆要求越来越高，促进了注浆浆液扩散规律的研究，近年来注浆浆液扩散规律研究取得了大量的学术成果。刘嘉材等基于牛顿阻力定律，研究了二维裂隙中浆液的扩散规律[1]；石达民将注浆过程概化为浆液对地下水的驱替运动，然后基于两种液体界面的平衡和运动分析注浆过程中的浆液扩散规律[2]；张良辉等在水平裂隙浆液扩散规律研究的基础上，分析了裂隙粗糙度等阻力对浆液扩散的影响[3-4]；郝哲等人分别从牛顿流体和非牛顿流体的角度出发，推导出了注浆浆液在裂隙中的扩散规律，并考虑了多孔注浆的相互影响[5-6]。本文通过浆液扩散规律研究，建立裂隙介质浆液扩散模型，指导矿山开拓工程中的注浆设计，并通过巷道掘进验证注浆设计的合理性。

1 注浆扩散规律模型分析

1.1 基本假设

(1) 岩体介质为均值各向同性，且为连续性介质体；

(2) 浆液为牛顿流体，且扩散范围内裂隙体均被充填饱满；

(3) 浆液在裂隙中的运动规律符合达西定律。

1.2 注浆扩散模型

假设浆液在注浆孔底部主要以球形扩散为主，在其它部位主要以柱形扩散为主，浆液的扩散半径为r，岩体的渗透系数为k，注浆孔与拟注裂隙面的夹角为α，依据达西定律，可得出公式(1)：